采用反向雙旋翼并結(jié)合板翅式逆流細(xì)通道或微通道的制冷制熱方法及裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】采用反向雙旋翼并結(jié)合板翅式逆流細(xì)通道或微通道的制冷制熱方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)電領(lǐng)域，具體涉及一種采用反向雙旋翼風(fēng)扇并結(jié)合微通道或細(xì)通道作為冷凝器或蒸發(fā)器以提高制冷或制熱效率的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前建筑耗能占全社會(huì)總能耗接近35%以上。由此可見(jiàn)，建筑耗能在我國(guó)耗能總量中占有十分重要的比例。建筑耗能主要包括采暖、空調(diào)、通風(fēng)、熱水、照明、電器等，其中采暖、空調(diào)、通風(fēng)的能耗又占建筑能耗三分之二以上，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)北方采暖地區(qū)供熱采暖耗能占建筑總耗能的65%以上，有的地區(qū)甚至高達(dá)90%。建筑物耗能中空調(diào)的使用是建筑能耗中耗電最多的設(shè)備。北京制冷學(xué)會(huì)調(diào)研結(jié)果顯示，在北京的所有公共建筑中，商場(chǎng)占建筑面積的5%。其中采用中央空調(diào)建筑的耗電量卻占全市建筑能耗絕大部分，公共機(jī)構(gòu)的能耗主要由建筑物能耗構(gòu)成，其占據(jù)公共機(jī)構(gòu)能耗總量的70% ο而在建用電量的35%。在當(dāng)今環(huán)境污染極其嚴(yán)重尤其是霧霾天氣影響到人們生活方方面面時(shí)期，霧霾不僅對(duì)人體身體有害，而且影響農(nóng)作物的生產(chǎn)，這對(duì)節(jié)能減排是一個(gè)極其艱巨的任務(wù)。一次能耗大戶是火力發(fā)電，二次能耗大戶是空調(diào)及采暖，所以我們要采用先進(jìn)的技術(shù)方法來(lái)減少采暖及空調(diào)對(duì)電力的極大依賴，大力推廣空氣能熱泵采暖方式來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的消耗礦物能源采暖方式，就可以把碳排放降低，才可以使煤炭消耗減少。
[0003]空調(diào)制冷的四大部件:壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、截流裝置。而其中壓縮機(jī)性能的提高是最主要的節(jié)能方法之一。但是空調(diào)壓縮機(jī)效率提高不是無(wú)限制可以提高的，不管是當(dāng)今的雙極壓縮機(jī)，還是磁懸浮壓縮機(jī)都是為了克服壓縮機(jī)機(jī)械磨損，減少氣隙損耗來(lái)著眼效率的提高，但絕不可以把制冷劑氣體分子所固有的相互間斥力減小，當(dāng)前主要是依靠高效壓縮機(jī)，細(xì)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，細(xì)化匹配，充分提高壓縮機(jī)的能力，才能夠獲得空調(diào)器的節(jié)能效率。第二種比較常見(jiàn)的辦法是增加空調(diào)換熱器的面積，通過(guò)提高換熱器的換熱效率來(lái)提高空調(diào)的能效。此外，還可以用高層次的換熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，以減少金屬材料的消耗。還有一些高新技術(shù)，完全不靠換熱面積的增大來(lái)實(shí)現(xiàn)高換熱效率，在這方面加強(qiáng)研發(fā)是具有十分重要的意義的。總之熱力學(xué)告訴我們逆向移動(dòng)熱量離環(huán)境溫度越遠(yuǎn)就越困難，熱泵就是如此，正向傳熱溫差越大傳熱速度就越快，這是誰(shuí)也無(wú)法違背的真理，只有順其熱力學(xué)自然規(guī)律，借助自然力量才會(huì)更節(jié)能。郎肯循環(huán)如此，逆卡若循環(huán)依然如此，在郎肯循環(huán)過(guò)程中也是借助環(huán)境空氣溫度來(lái)達(dá)到郎肯循環(huán)的高效，當(dāng)環(huán)境溫度非常給力的情況下其發(fā)電效率會(huì)非常高；逆卡諾循環(huán)也是如此當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)其制冷效率非常高，當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí)其制熱效率非常高。所以利用環(huán)境溫度可以實(shí)現(xiàn)高效的郎肯循環(huán)與逆卡諾循環(huán)，利用環(huán)境溫度來(lái)達(dá)到高效主要是靠換熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在火力發(fā)電郎肯循環(huán)中我們很難實(shí)現(xiàn)乏汽潛熱大部分循環(huán)利用，也是無(wú)法采用壓縮機(jī)把乏汽壓入鍋爐來(lái)實(shí)現(xiàn)乏汽潛熱全部循環(huán)利用起來(lái)，若是這樣的話就變的得不償失了，將要消耗比在冷卻塔喪失的熱能還要多得多的能量，因此采用機(jī)械方式來(lái)加強(qiáng)熱力循環(huán)，并且提高其循環(huán)效率是有其局限性的，相反借助自然的力量就要節(jié)省許多能量的消耗。由此依靠換熱器與環(huán)境溫度進(jìn)行換熱并提高其換熱能力可以極大提尚逆卡諾循環(huán)效率。
[0004]針對(duì)室外環(huán)境溫度制冷循環(huán)是其冷凝器，針對(duì)室外環(huán)境溫度的制熱循環(huán)是其蒸發(fā)器，而再循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱量受諸多因素影響，單純提高制冷劑流量，采用大的循環(huán)倍率，并不能使蒸發(fā)器獲得最大的傳熱量，反而加重了壓縮機(jī)的負(fù)擔(dān)。提高再循環(huán)蒸發(fā)器的管內(nèi)制冷劑流速，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致制冷劑與空氣間的傳熱平均溫差減小，綜合考慮傳熱系數(shù)和傳熱溫差的作用，為了得到最大傳熱量，就存在一個(gè)最佳制冷劑流速的問(wèn)題。
[0005]由于制冷劑側(cè)放熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣側(cè)放熱系數(shù)，所以空氣側(cè)放熱系數(shù)就成為蒸發(fā)器(或冷凝器)傳熱系數(shù)的上限，在不考慮生產(chǎn)工藝和人體舒適性的前提下，提高空氣側(cè)放熱系數(shù)可以提高再循環(huán)蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)。提高空氣側(cè)放熱系數(shù)的途徑一般包括:提高空氣的流動(dòng)速度，采用各種復(fù)雜斷面形狀的套片等方式。但提高空氣流速同時(shí)也會(huì)增加風(fēng)機(jī)能耗和蒸發(fā)器負(fù)荷，所以把再循環(huán)蒸發(fā)器的凈制冷量作為目標(biāo)函數(shù)，可以得到再循環(huán)蒸發(fā)器的最佳風(fēng)量。所以為了研發(fā)制造高效空調(diào)產(chǎn)品，各空調(diào)廠家都相繼加大這方面研宄力度，包括格力、美的、海爾等都非常關(guān)注如何能夠使空調(diào)外機(jī)風(fēng)扇在不增加風(fēng)扇電機(jī)功率和換熱器換熱面積情況下盡可能產(chǎn)生較大的風(fēng)量以提高整機(jī)效率，并把這里作為非常重要的課題加以研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種不增加風(fēng)扇電機(jī)功率和換熱器換熱面積情況下盡可能產(chǎn)生較大的風(fēng)量以提高整機(jī)效率的方法及裝置，即一種采用反向雙旋翼并結(jié)合板翅式逆流細(xì)通道或微通道的制冷制熱方法及裝置。
[0007]本發(fā)明是這樣解決技術(shù)問(wèn)題的:
[0008]一種采用反向雙旋翼并結(jié)合板翅式逆流細(xì)通道或微通道的制冷制熱方法，包括以下步驟:
[0009]制冷過(guò)程:
[0010](I)壓縮機(jī)將氣態(tài)制冷劑壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑；
[0011](2)高溫高壓的氣態(tài)制冷劑通過(guò)管道進(jìn)入到室外換熱器，此時(shí)室外換熱器為冷凝器，高溫高壓的氣態(tài)制冷劑通過(guò)室外換熱器經(jīng)過(guò)熱量交換釋放潛熱后變?yōu)槌氐囊簯B(tài)制冷劑；
[0012](3)從室外空氣換熱器出來(lái)的常溫液態(tài)制冷劑通過(guò)管道及節(jié)流裝置進(jìn)入板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器，常溫液態(tài)制冷劑在板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器通過(guò)蒸發(fā)吸收另一側(cè)冷媒流體的潛熱變?yōu)槌貧鈶B(tài)制冷劑；
[0013](4)從板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器出來(lái)的常溫氣態(tài)制冷劑通過(guò)管道及四通閥再次進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)將常溫的氣態(tài)制冷劑壓縮為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑進(jìn)入室外換熱器，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)；
[0014](5)板翅式逆流細(xì)通道或微通道非制冷劑側(cè)的流體在釋放潛熱后變成冷媒流體，該冷媒流體被循環(huán)泵打入室內(nèi)空調(diào)末端并與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱量交換后又重新回到板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱量交換，完成冷媒流體整個(gè)循環(huán)過(guò)程；
[0015]制熱過(guò)程:
[0016](I)通過(guò)四通閥電控裝置把室外空氣換熱器切換成蒸發(fā)器，而板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器切換成冷凝器；
[0017](2)壓縮機(jī)從室外空氣換熱器抽吸氣態(tài)制冷劑并把高溫高壓制冷劑氣體壓入到板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器內(nèi)；
[0018](3)高溫高壓制冷劑在板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器內(nèi)與該換熱器另一側(cè)暖媒流體充分進(jìn)行熱量交換，高溫高壓制冷劑釋放潛熱給暖媒流體后變成液態(tài)制冷劑；
[0019](4)液態(tài)制冷劑通過(guò)管道及節(jié)流裝置，在壓縮機(jī)抽吸作用下重新回到室外空氣換熱器內(nèi)并與外界空氣進(jìn)行熱量交換，在獲取外界空氣潛熱后自己便得到蒸發(fā)又重新變成氣態(tài)制冷劑；
[0020](5)氣態(tài)制冷劑通過(guò)管道及四通閥又重新進(jìn)入到壓縮機(jī)內(nèi)，完成制冷劑循環(huán)過(guò)程;
[0021](6)而板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器非制冷劑另一側(cè)流體是暖媒流體，在獲得高溫高壓制冷劑潛熱后該暖媒流體得到升溫并被循環(huán)泵打入空調(diào)末端，通過(guò)空調(diào)末端在房間散熱，讓房間獲得適宜的暖氣后，暖媒流體又重新流入到板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器內(nèi)與制冷劑進(jìn)行熱量交換，完成暖媒流體的循環(huán)過(guò)程；
[0022]其特征在于:所述的室外空氣換熱器外配有反向雙旋翼風(fēng)扇，反向雙旋翼風(fēng)扇由兩組風(fēng)扇裝置非同軸方式組成，其中一組是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，另一組是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，兩組風(fēng)扇葉片傾斜角相反，但風(fēng)向一致。
[0023]在制冷情況下，所述的配由反向雙旋翼風(fēng)扇的室外空氣換熱器并與之對(duì)應(yīng)必須有的蒸發(fā)器為板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器。
[0024]一種采用反向雙旋翼并結(jié)合板翅式逆流細(xì)通道或微通道的制冷制熱的裝置，包括壓縮機(jī)(I)、板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器(2)、循環(huán)泵(3)、空調(diào)末端(4)、節(jié)流裝置
(5)、室外空氣換熱器(6)、四通閥(8)，壓縮機(jī)(I)進(jìn)出口通過(guò)管道連接至四通閥⑶其中兩個(gè)接口，四通閥(8)另外兩個(gè)接口通過(guò)管道分別連接至室外空氣換熱器￠)的進(jìn)口和板翅式逆流細(xì)通道或微通道換熱器(2)的制冷劑側(cè)的出口，而節(jié)流裝置(5)通過(guò)管道分